به منظور تهیه داده های تجربی جهت استفاده در روشهای تئوری پیشنهادی این پژوهش، آزمایشها بر روی دو نوع نمونه مختلف انجام گرفته است. در مرحله اول، تئوریها از طریق آزمایش خشک و بر روی مدلی ساخته شده از ماده مشابه با جنس سازه واقعی بررسی شده اند. نتایج حاصل از این آزمایشها برای ارزیابی روش جدید پیشنهادی که umfls نامیده شده، استفاده گردیده است. آلگوریتم این روش بر مبنای مشخصه های استخراجی در حوزه فرکانسی می باشد. بدین منظور روش دیگری برمبنای وفق دادن آلگوریتم پیشنهادی بر اساس مشخصه های مکتسب از داده های ثبت شده سری زمانی نیز پیشنهاد و مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت در نظر گرفتن عوامل مختلف دخیل در کارآیی روشها نیز نویزهای محیطی به عنوان عوامل عدم قطعیت و افزایش زوایای زیر فضا به عنوان پارامتری جهت ردگیری افزایش غیرخطی شدن هندسی رفتار سازه بیان شدند. دسته دوم آزمایشها نیز بر روی یک مدل مقیاس شده مورد مطالعاتی (سکوی spd9) در یک فلوم موجساز انجام گرفت. هدف از انجام آزمایشهای دسته دوم نیز ارزیابی شرایط یک مدل مقیاس شده است تا با دیدگاه مدل هیدروالاستیک، یک شرایط میدانی کنترل شده فراهم و مورد سنجش قرار گیرد. در یک دیدگاه، مسئله عدم قطعیت به عنوان هدف مفروض مهم برای مطالعه حاضر در طرح ریزی روشهای آن در نظر گرفته شد تا نهایتا سیستم پایش کارآمدی که از حساسیت کمتری نسبت به عدم قطعیتهای مدلسازی و همچنین تخمینهای تجربی برخوردار است، پیشنهاد شود. در این راستا از نتایج ارزشمند برآمده از متون علمی در کنار توجه به کاستیهای مشاهده شده، استفاده گردید. دیدگاه غایی برای پژوهش حاضر، ایجاد الگوی روشی انعطاف پذیر به گونه ای است که ضمن ترسیم طرحی برای ساخت چهارچوبی هدفمند جهت انجام فرایند پایش بلند مدت سکوهای دریایی، بسط و توسعه زیر بخشهای آلگوریتم آن با توجه به شرایط گوناگون پیش روی نمونه های مختلف مطالعاتی، امکان پذیر باشد. قطعا چنین دیدگاههایی، راه را برای طرح جدیدترین تکنولوژیهای میدانی بر روی سازه های عملیاتی موجود فراهم می سازد. در بخشی از بررسیهای این پژوهش، عملکرد آلگوریتم تفکیک عیب پیشنهادی umfls بر مبنای دو دیدگاه حداکثر درجه عضویت و همچنین پنجره لغزان، شکل داده شد و نتایج با در نظر گرفتن عامل نویز محیطی، با هم مقایسه گردیدند. مشاهده گردید که اعمال دیدگاه دوم (که بعضا در ارتباط با سازه هایی با هندسه ساده از موفقیت بیشتری برخوردار است) در بررسی مورد مطالعاتی این پژوهش ناموفق عمل می کند. علت این ناتوانی به مسئله احتمال بالای همپوشانی بین شاخصهای عیب به خصوص به هنگامیکه ضابطه ها مرتبط با یک تراز عیب باشند، ارتباط داده شد. در آزمایشهای مدل مقیاس شده نیز با محاسبه فرکانس اصلی در آزمایش رهاسازی و مقایسه آن با شرایط پروتوتیپ، مشاهده گردید که ضمن در نظر گرفتن قواعد مدل فرود، مدل فیزیکی از رفتار الاستیک مقیاس شده نیز برخوردار است. مسئله مهم در بررسی نتایج آزمایش مدل دوم، تشخیص دشوارتر مودها نسبت به مدل اول می باشد. علت اصلی این مسئله را می توان به جنس مصالح تشکیل دهنده نسبت داد، چراکه انتقال امواج مکانیکی از طریق مصالح چکش خوار نظیر فلزات در مقایسه با مواد پلیمری راحتتر انجام می گیرد. از سوی دیگر، نتایج نشان دادند که روش عملی ضربه، قادر به تامین انرژی مورد نیاز برای تحریک مناسب سازه نبوده و دیدگاه این روش در انجام پایش عملی رفتار سازه مناسب تشخیص داده نمی شود. در بررسی شرایط تاثیر امواج آب به عنوان عامل تحریک محیطی، مشاهده گردید که در کنار اثر نویزهای محیطی، قادر به فراهم نمودن مشخصه های مفسر مناسب نمی باشد. در نهایت مشاهدات حاصل، دال بر کارآمد بودن روش عملی رهاسازی برای انجام میدانی روش پایش مورد نظر می باشد.

در این مطالعه، با استفاده از نتایج حاصل از آزمایش بر روی یک مدل فیزیکی از نوع سکوی جکتی فراساحلی، روش جدیدی برای بروزرسانی ماتریس سختی سازه با قابلیت تشخیص آسیب در تک تک اعضاء و با بهره گیری از اطلاعات مودی اندازه گیری شده محدود ارائه شده است. به طوری که در آن با استفاده از تحلیل حساسیت پاسخ سیستم به یک تحریک پایه، رویه انتخاب درجات آزادی غیر فعال در مرحله کاهش مدل با یک معیار مناسب مورد ارزیابی قرار می گیرد. این عملکرد منجر به همگرائی سریع تر آلگوریتم تکرار می شود. هم چنین در این مطالعه با استفاده از فرآیند بروزرسانی مدل اجزای محدود بر اساس مدل تجربی، تا حد امکان فائق آمدن بر مسئله عدم قطعیت در مدل سازی نیز در طول فرآیند در نظر گرفته شده است. از آن جایی که پارامتر مهم در مسائل مرتبط با تحلیل دینامیکی سازه ها، پرهزینه و زمان بر بودن محاسبات می باشد، بنابراین با استفاده از این روش هم در زمان و هم در هزینه صرفه جویی خواهد شد.

در طول دو دهه گذشته انرژی باد به عنوان منبع سازنده ی الکتریسیته بسیار مورد توجه قرار گرفته و ساخت الکتریسیته با استفاده از این منبع به شدت درحال افزایش است. درمیان تکنولوژی های موجود برای تولید انرژی الکتریسیته از باد، توربین های بادی اصلی ترین نقش را ایفا می کنند که در این میان توربین های بادی فراساحلی بخش قابل توجهی از این نقش را بر عهده دارند که میزان توجه به این بخش روزانه در حال افزایش است. سازه های فراساحلی همچون توربین های بادی برخلاف دیگر انواع سازه ها در محیطی دینامیکی قرار دارند، نیروهای اصلی ایجاد کننده ی این محیط دینامیکی موج و باد هستند، این نیروها، لرزش های سازه ای، بارهای خستگی و بارهای شدید قابل توجهی را به پره های توربین، سکوی سازه و دیگر اجزا آن وارد می کنند. یکی از راه های کاهش بار، سیستم های کنترل سازه است که در گستره ی بسیار زیادی در مهندسی عمران و به منظور بهبود بخشیدن به پاسخ سازه کاربرد دارد. سیستم های کنترل سازه دارای سه نوع کلی است که یکی از این سه نوع، سیستم مستهلک کننده ی انرژی غیر فعال، این سیستم از تجهیزات مکانیکی برای استهلاک بخشی از انرژی ورودی سازه استفاده می کند و با این استهلاک موجب کاهش پاسخ های سازه و نتیجتا کاهش آسیب های سازه ای می شوند.کاربرد تکنیک کنترل سازه در توربین های بادی یک موضوع کاملا جدید است، در سال 2009 اولین توربین بادی شناور در نروژ نصب شد و تا سال 2010 تنها سیستم کنترلی غیرفعال سازه ای در توربین های بادی بررسی شده است، که این تحقیقات نیز محدود به سازه های فراساحلی پایه ثابت بوده و نیز در آنها مدل های ساده شده ی توربین بادی بجای مدل آیرو-الاستیک کدهای طراحی توربین های بادی بهره گرفته شده است. در این تحقیق کارایی استفاده از میراگر جرمی تنظیم شونده در توربین ها مورد بررسی قرار گرفته و انواع شاخص های عملکردی در این ارزیابی مورد توجه قرار خواهد گرفت. با توجه به این که انرژی های تجدید پذیر امروزه یکی از راه های اصلی تولید الکتریسیته است و در این بین توربین های بادی نقش بسزایی دارند، کنترل سازه ای توربین ها به منظور کاهش بارهای وارد بر آنها و نیز کاهش لرزش بوجود آمده در آنها می تواند کمک شایانی به هزینه های تولید توربین ها بنماید.

امروزه در سطح جهان مدیریت منابع آب بر اساس توسعه پایدار مورد توجه قرار گرفته است. اولین نیاز در مطالعات پروژه¬های آبی یک منطقه، شناخت منابع آب و توانایی برآورد آن در منطقه می باشد. اساس و پایه مطالعات هیدرولوژی آب¬های سطحی و کلاً تمامی طرح¬های آبی بر آماربرداری از متغیرها و تعمیم آن¬ها استوار می-باشد. بالا بودن دقت آمار، همچنین آماربرداری طولانی مدت می¬تواند در دقت و کیفیت محاسبات نقش مهمی را ایفا کند. اکثر روش¬ها و معادله های تجربی برای مناطق خاص تهیه و تنظیم شده¬اند که استفاده از آن¬ها در مناطق دیگر ممکن است نتایج غیرقابل قبولی ارائه دهند.هدف اصلی از این مطالعه بدست آوردن روابطی است که بوسیله آن¬ها بتوان مقادیر رواناب سالانه را در زیرحوضه دریاچه ارومیه (سد مخزنی مهاباد) با استفاده از متغیرهای هیدرولوژیکی بدست آورد. این روابط با توجه به تحلیل¬های رگرسیونی چندگانه و روش شبکه عصبی بدست می¬آیند.به منظور تحلیل-های رگرسیونی چندگانه از روش¬های آماری بر پایه اطلاعات هیدرولوژیکی استفاده شد و سپس نتایج بدست آمده با مدل شبکه عصبی مقایسه شده¬اند.

کاهش نیروهای هیدرودینامیکی و افزایش عمر خستگی سازه های جکتی همواره یکی از دغدغه های مهندسین و طراحان سازه های فراساحلی بوده است. یکی از مسائلی که در سال¬های اخیر در این زمینه مورد توجه قرار گرفته است، بررسی پدیده روئیدنیهای دریایی است. روئیدنیهای دریایی (رسوب های زیستی) به موجودات کوچک زنده داخل دریا گفته می شود که به مرور زمان به قسمت¬هایی از سازه که داخل آب قرار دارد می چسبند و می توانند تأثیرات نامطلوبی بر عمر، قابلیت اعتماد و عملکرد سکوهای نفت و گاز، اسکله ها، کشتی ها و مانند آن داشته باشند.

میزان تغییرات موجود در هر حوضه متناسب با عوامل موثر انسانی و همچنین تغییرات طبیعی نظیر تغییر اقلیم در آن منطقه می¬باشد. در سال¬های اخیر با پیشرفت تکنولوژی، استفاده از نقشه¬های زمینی و عکس¬های¬ ماهواره¬ای برای بررسی تغییرات هیدرولوژیکی حوضه ، مرسوم گشته است که اغلب این روش¬ها پرهزینه و زمان¬بر می¬باشند و یا به دلیل وســعت جغراف?ائ? مناطق مورد مطالعه در اکثر موارد بررس? همه جانبه تغ??راتکاربــری اراض? امــکان پذ?ر نیست؛ لیکن معیار پیچیدگی که در آنالیز سری¬های زمانی مطرح است می¬تواند معیار مناسبی برای ارزیابی و سنجش میزان تغییرات فرایندهای هیدرولوژیکی موجود در حوضه باشد. با محاسبه مقدار پیچیدگی حوضه می¬توان بی¬نظمی موجود در حوضه را به دست آورد؛ تغییرات بی¬نظمی و یا پیچیدگی حوضه نشان¬دهنده تغییرات هیدرولوژیکی به وجود آمده در حوضه است. در این پایان¬نامه برای سنجش میزان پیچیدگی فرایندهای هیدرولوژیکی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه از روش جدیدی به نام روش موجک-آنتروپی استفاده شده است. این روش ابتدا با بررسی دو حوضه خارجی صحت¬سنجی شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که علاوه بر کاهش تراز آب در دریاچه ارومیه، نوسانات سطح آب نیز در حال کاهش است بنابراین الگوی نوسانات سطح آب دریاچه ارومیه در حال تغییر است. این تغییر الگو سبب کاهش پیچیدگی تراز آب شده است.کاهش پیچیدگی تراز آب می¬تواند در اثر عوامل طبیعی نظیر تغییر نوسانات بارش، دما، رطوبت و یا عوامل انسانی باشد. با توجه به نتایج حاصل از بررسی دو حوضه خارجی، عوامل انسانی نظیر افزایش جمعیت، توسعه شهرسازی و ... تاثیر مستقیم در کاهش نوسانات سری زمانی دبی دارد. طبق نتایج حاصل از بررسی تغییرات پیچیدگی سری¬های زمانی بارش، دما، رطوبت و دبی ، تغییر نوسانات دبی در بازه زمانی مورد نظر هم¬خوانی بیشتر و قابل ملاحظه¬تری با تغییر نوسانات تراز آب دریاچه ارومیه دارد. بنابراین نقش عوامل انسانی در کاهش پیچیدگی تراز آب دریاچه ارومیه به مراتب بیشتر از عوامل طبیعی نظیر تغییر اقلیم بوده است.

سرریز نیلوفری یکی از سرریزهای مورد استفاده در سدها به منظور تخلیه سیلابها از مخزن می باشد. به خصوص در سدهای خاکی که روگذری از سد بسیار خطرناک است. این سرریز متشکل از یک گالری قائم با دهانه قیفی شکل است که در مواقعی که دیگر انواع سرریزها اقتصادی یا قابل اجرا نباشد، مورد استفاده قرار می گیرد. معمولا در سدهایی که از تونل جهت انحراف آب در حین ساخت سد استفاده شده، سرریزنیلوفری بسیار مقرون به صرفه خواهد بود. از مشکلات اصلی که این نوع سرریزها با آن مواجه هستند ایجاد جریانهای گردابی قوی در دهانه آن ها است که منجر به افت بازدهی سیستم تخلیه مخزن می گردد. همچنین این سرریز در هدهای بالاتر از هد طراحی دچار مشکلاتی از قبیل ایجاد فشارهای منفی و در نتیجه خطر کاویتاسیون می شوند و نیز با افزایش استغراق و خفگی بیشتر جریان باعث کاهش ضریب تخلیه سرریز می شود. در این تحقیق می خواهیم با استفاده از روش های عددی و نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)، به شبیه سازی الگوی جریان دوفازی در سرریز نیلوفری، محل ایجاد فشار منفی و تاثیر هوادهی و موقعیت تهویه بر جریان آب بپردازیم.

ایستگاه های زیرزمینی مترو نوعی از سازه های زیرزمینی می باشند که استفاده از آنها رو به افزایش بوده و جز فضا های زیرزمینی با بازشدگی بزرگ که اغلب در زمین های سست و آبرفتی شهری می باشند. به همین دلیل ایستگاه های زیرزمینی مترو جز پیچیده ترین و حساس ترین نوع فضاهای زیرزمینی بوده که پیش بینی و تعیین روش اجرای مناسب در طراحی و اجرا اهمیت زیادی دارد.مجموعه مطالعات و تحقیقات انجام شده در این پژوهش با هدف طرح الگوریتم انتخاب روش اجرای مناسب و طراحی سازه نگهبان در شرایط ایستگاه a2-1 پروژه خط2 قطار شهری تبریز جهت آماده سازی ساخت سازه نهایی ایستگاه در حضور آب های زیر زمینی می باشد.جهت تحلیل های عددی از نرم افزار plaxis 8.6 استفاده شده است.به منظور اجرای ایستگاه زیرزمینی مترو روش های کلی حفر و پوش، پوش و حفر و حفاری زیرزمینی وجود دارد که هر یک از روش ها وابسته به شرایط محل تملکی ایستگاه مورد استفاده قرار می گیرد، در این پژوهش به دلیل وجود فضای کافی جهت تجهیز کارگاه و عملیات گود برداری از روش حفرو پوش استفاده گردیده است.استفاده از روش اجرای مناسب جهت گودبرداری و کنترل آب زیرزمینی مهمترین و حساس ترین مسئله است که مسائل اقتصادی، ایمنی و پایداری فضای گودبرداری جهت ساخت سازه نهایی را دربر دارد.

یکی از مهمترین مسائل در طراحی سدهای خاکی، مقدار تراوش از مخزن سد از طریق خاکریز و فونداسیون می باشد. لذا دانستن مقدار دبی خروجی از خاکریز و فونداسیون از جنبه های فنی و اجتماعی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و ممکن است بتواند قدم مهمی در جلوگیری از شکست سد و تبعات آن بردارد. زیرا جریان آب در بدنه و پی سد باعث بوجود آمدن فشارهای آب منفذی و نیروهای تراوشی می شود که اگر مقادیر این نیروها در حد مجاز نباشد پایداری مصالح بدنه و پی سد دچار مشکلات عمده ای از جمله آبشستگی خواهد شد که در نهایت تخریب و شکست سد را به دنبال خواهد داشت. با توجه به موارد مذکور اهمیت یک آنالیز دقیق تراوش و محاسبه میزان دبی خروجی و فشارهای منفذی ایجاد شده مسئله ای کاملاً ضروری به نظر می رسد.

سد ها فواید زیادی را برای یک جامعه فراهم می سازند. از جمله فواید ضروری می توان به ذخیره آب شهری، آبیاری، تولید انرژی و کنترل سیلاب اشاره نمود. هنگامی که یک سد دچار شکست شده و آب ذخیره شده از طریق شکاف آزاد می گردد، منجر به تخریب سازه های موجود در پایین دست، مرگ و میر و خسارت های محیط زیستی می شود. بزرگی این سیلاب معمولا بسیار بیشتر از سیلاب های معمولی، و زمان حادثه بسیار کوتاه تر از سیلاب های بارش-رواناب است. بر اساس گزارش کمیسیون بین المللی سد های بزرگ (icold) حدود 38% شکست سد ها در جهان توسط روگذری جریان، بنابر ظرفیت ناکافی سرریز یا شسته سرریز توسط جریان های بزرگ، حدود 33% به علت نشت یا پدیده رگاب در بدنه سد، حدود 23% در رابطه با مشکلات پی، و بقیه به دلیل ایجاد موج لرزه ای، لغزش خاکریز، آسیب زلزله و روانگرایی می باشد. با توجه به خسارات جانی، مالی، آسیب های محیط زیستی و انعکاس های اقتصادی، پیشبینی شکاف سد و محاسبه هیدروگراف خروجی جریان ناشی از شکست سد باید مورد توجه قرار گیرد. شکاف یک باز شدگی در بدنه سد می باشد که به دلیل روگذری یا رگاب در سد خاکی ایجاد می شود. وقوع پدیده رگاب ناشی از ایجاد آبراهه هایی در قسمت های نفوذ پذیر سد خاکی است که این آبراهه از پایین دست سد شروع شده و به طرف بالادست گسترش می یابد. زمانی که تراز بالای شکاف به تراز سطح آب می رسد، حجم عظیمی از آب وارد شکاف شده و سد ریزش می کند. هدف از انجام این پایان نامه بررسی پارامتر های موثر در هیدروگراف جریان خروجی ناشی از شکست سد خاکی بر اثر پدیده رگاب می باشد. برای تخمین پارامتر های شکست سد و تعیین هیدروگراف خروجی ناشی از شکست سد از مدل breach که مبتنی بر اصول هیدرولیک، هیدرولوژی و ژئوتکنیک می باشد، استفاده می گردد.

ساماندهی رودخانه به مجموع عملیاتی اطلاق میشود که در طول یا عرض رودخانه جهت استفاده بهینه و در راستای تأمین اهدافی مشخص صورت میگیرد. عمده ترین هدف ساماندهی رودخانهها مهار سیلاب میباشد. خاکریز طولی به عنوان سازه موازی با جریان و آبشکنها به عنوان سازه عرضی از متداولترین سازههای ساماندهی رودخانه به شمار میروند. در این تحقیق با تهیه داده های میدانی موجود مربوط به طرح اجرا شده در بازه آچاچی از رودخانه قزل اوزن، اثر این سازههای حفاظتی بر روی الگوی جریان و تغییرات پارامترهای هیدرودینامیکی جریان رودخانه که تحت اثر اجرای این طرح قرار دارند، مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، با توجه به موقعیت آبشکن های احداث شده و با لحاظ شرایط مرزی و سایر پارامتر های هیدرولیکی مورد نیاز، شرایط هیدرولیکی مسئله با استفاده از نرم افزار mike21-fm مدلسازی و توسط داده های موجود واسنجی و اعتبارسنجی گردیده است. سپس با در نظر گرفتن اهداف اولیه تعریف شده جهت طرح ساماندهی در بازه مورد نظر، نحوه کارکرد سازه های مذکور، میزان موفقیت و نقاط ضعف و قدرت طرح تعیین شده و پیشنهاداتی برای استفاده در طرح های آتی ارائه میگردد. همچنین نقشههای سیلاب و بردارهای سرعت در حالت قبل و بعد از اجرای طرح ساماندهی در کل بازه بررسی شده و آسیبهای وارد به بازه ساماندهی شده و امکان بروز خطرات احتمالی در آینده، برای مدیریت و نگهداری رودخانه و سامانه آبشکنها ارزیابی گردیده است. الگوهای جریان و شکل گردابه ها حول آبشکن های ساخته شده و همچنین حول آبشکنها با شکلهای دیگر ارزیابی گردیده و بر اساس آنها نتیجهگیریهای لازم در خصوص ضرورت اصلاح طول، ارتفاع و یا شکل دماغه آبشکنهای احداث شده، گرفته شده است. از اساسیترین و شاید یکی از مهمترین نکات، بحث استقلال مش است. در این تحقیق درشت ترین مش ریزی که اگر شبکه بندی را از آن ریزتر کنیم تغییر زیادی در پارامترهای اساسی ما (در اینجا سرعت و جهت جریان) ایجاد نشود، به عنوان مش طراحی انتخاب شده است. در این تحقیق جنس آبشکن های مورد استفاده نادیده گرفته شده است.

اتصالات لوله ای از حساس ترین بخش های یک سکوی فراساحلی است. عدم دقت کافی در طراحی این المان ها خسارات جبران ناپذیری به کل سازه وارد خواهد کرد. در تمامی روش های طراحی یک المان، شناخت و محاسبه دو پارامتر بار و مقاومت ضروری است. با توجه به این که این المان ها در معرض بارهای محیطی تصادفی ناشی از امواج و باد قرار دارند، لذا مقدار معینی از بار را نمی توان در طراحی این المان ها در نظر گرفت. مولفه مقاومتی نیز با توجه به وجود خطای انسانی نمی-تواند مقداری معین داشته باشد. با این تفاسیر وجود عدم قطعیت در طراحی این المان ها امر بدیهی و مشهود است. ضوابط طراحی و الزامات کنترل ایمنی برای یک المان، فقط بخشی از ارزیابی ایمنی یا خطر کامل است. بر طبق گزارش ها، کمتر از 10 درصد گسیختگی سازه ها، به دلیل تجاوز بار طراحی از مقاومت، با در نظر گرفتن کنترل های طراحی روتین است. تصمیم گیری منطقی بر اساس ریسک با در نظر گرفتن عدم قطعیت های دخیل، تعریفی است که در مراجع برای مفهوم مهندسی عنوان شده است. بسیاری از گسیختگی های سازه ای به دلیل خطای انسانی است. این خطا ها شامل خطاهای مدل سازی در تحلیل، اشتباهات محاسباتی در تخمین بار و مقاومت، ارتباط ضعیف بین طرح هندسی و ساخت، مصالح معیوب یا کنترل کیفیت ضعیف و اشتباهات مربوط به تعمیر و نگهداری در مرحله ساخت و ... است. اتخاذ رویکردی برای کاهش این خطا ها و عدم قطعیت ها درروند طراحی، سبب بهینه و ایمن شدن طرح می شود. یک طرح وقتی بهینه است که حداکثر بار اعمال شده به عضو بسیار نزدیک مقاومت آن باشد. در این تحقیق مود گسیختگی در نظر گرفته شده تسلیم است. با رویکرد قابلیت اعتماد و در نظر گرفتن تمام عدم قطعیت های مربوط به مقاومت استاتیکی اتصال و بارگذاری آن، ضریب اطمینان بهینه برای اتصالات تعیین خواهد شد.

ایران جز مناطق خشک و نیمه خشک دنیا می باشد که با متوسط بارش کمتر از یک سوم بارش جهانی جز مناطق کم بارش می باشد.در این پایان نامه با استفاده از انواع روش های بهینه سازی مورد مطالعه قرار گرفته و از میان انواع الگوریتم های دقیق، ابتکاری و فرا ابتکاری نوع اخر مورد مطالعه قرار گرفته است. از میان این الگوریتم ها الگوریتم ژنتیک چند هدفه نخبه گرا برای بهینه سازی چند هدفه انتخاب شده و جواب های بهینه پارتو در قالب یک سری نمودار ارائه شده است. توابع هدف برای این الگوریتم ماکزیمم سازی قابلیت اعتماد و مینیمم سازی فاصله از نقطه آرمانی می باشد.

آبشستگی پایه های پل به علت افزایش سرعت جریان در اطراف پایه های پل و شکل گیری گردابه های جریان (از جمله گردابه های نعل اسبی) رخ میدهد. گردابه های نعل اسبی مصالح را از شالوده پل کنده و جابه جا میکنند وگودال آبشستگی را در اطراف پایه پل ایجاد می کنند. فاکتورهای تاثیرگذار بر روی عمق آبشستگی موضعی در پایه های پل شامل: سرعت جریان درست در مقطع بالادست پایه پل، عمق جریان، عرض پایه پل، طولی از پایه پل که به صورت اریب در برابر جریان قرار دارد، سایز و دانه بندی مصالح بستر، زاویه جریان اصابت کننده به پایه پل، شکل دماغه پایه پل و دهانه های پل می باشد. برای حل دقیق جریان و پیش بینی آبشستگی موضعی در اطراف پایه های پل نیاز به فهم دقیق الگوی جریان در اطراف پایه ها می باشد. با بینش کامل از جریان می توان با حل معادلات حاکم، این میدان را به طور کامل مدل کرده و به همراه حل معادلات انتقال رسوب و با تکیه بر پیشرفت های چشمگیر در علم دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) یک روش دقیق برای تخمین آبشستگی موضعی در اطراف این نوع سازه ها بدست آورد. در این تحقیق اثرات عمق جریان و شکل هندسی پایه ها با مطالعه مدل عددی مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج حاصل از مدل سازی با داده های آزمایشگاهی بدست آمده از مدل فیزیکی مقایسه شده است. در نهایت نیز هدف از این تحقیق تعیین مناسبترین طرح هندسی پایه از لحاظ عملکرد در مقابل آبشستگی می باشد

مقابله در برابر امواج سهمگین دریا همواره یکی از دغدغه های مهندسین سواحل بوده است. نیاز به حفاظت سواحل در برابر امواج به بزرگی و شدت امواج دریا و به شکل منطقه ساحلی بستگی دارد. به طوری که در بعضی از سواحل این محافظت به طور طبیعی انجام می گیرد و در بعضی مناطق دیگر نیاز به مقابله در برابر نیروی هیدرودینامیکی آب می باشد. در بسیاری از سواحل، موج شکن های ثابت یا شناور جهت استهلاک انرژی امواجی که به منطقه ساحلی وارد می شوند، بکار می روند. موج شکن های توده سنگی یکی از رایج ترین انواع موج شکن های ثابت می باشند. از جمله معایب این نوع موج شکن اینکه عمق آبی که می توان در آنجا از موج شکن های ثابت توده سنگی استفاده کرد بسیار محدود بوده و استفاده از آنها در اعماق بیشتر باعث تحمیل هزینه هنگفتی می گردد. از طرف دیگر بستر دریا در محل احداث موج شکن های توده سنگی باید بسیار محکم و سخت باشد. علاوه بر آن، با ساخت موج شکن های ثابت، هیدرودینامیک جریان در منطقه مورد مطالعه تغییر می کند و ممکن است باعث تغییر مسیر حرکت رسوبات کرانه ای شود که نهایتا ادامه چکیده: می تواند باعث فرسایش و رسوبگذاری ناخواسته در اطراف محل ساخت موج شکن گردد. این مسئله به نوبه خود قادر است بر روی گردش آب و کیفیت آب نیز تاثیر منفی بگذارد. در کنار استفاده از موج شکن های ثابت که بطور وسیعی در ساخت بنادر مورد توجه بوده است، اخیراً از موج شکن های شناور که می تواند بسیاری از ضعف های برشمرده برای موج شکن های ثابت را نداشته باشد استفاده می گردد. در بسیاری از مواقع این نوع سازه ها می تواند بسیار مقرون به صرفه تر و از لحاظ زیست محیطی کاراتر باشند. اما مشکل عمده این موج شکن ها عدم کارایی آنها برای پریود بالا و امواج سهمگین است. همین مسئله منجر به عدم به کارگیری آن ها به عنوان سازه ای مطمن در سراسر دنیا و به خصوص کشور ما شده است. مطالعات اخیر در سراسر دنیا که رشد چشمگیری نیز یافته است به برطرف کردن این مشکلات بر می گردد. عمده این مطالعات به بررسی پیشنهاد هایی برمی گردد که منجر به افزایش کارایی این موج شکن ها برای پریود بالا شود. بررسی هر گونه پیشنهادی می تواند با مطالعات آزمایشگاهی و یا عددی بررسی شود. با توجه به آنکه بیشتر تحقیقات صورت گرفته در زمینه ی موج شکن های شناور پانتونی به صورت تحقیقات آزمایشگاهی است، نیاز به انجام مطالعات عددی در زمینه ی بررسی پارامترهای موثر بر کارایی این نوع از موج ‎شکن ها احساس می شود. از این رو، در این تحقیق امکان استفاده از یک مدل عددی بررسی می شود. برای همین منظور شرایط یک موج شکن که پیش از این در محیط آزمایشگاهی شبیه سازی شده بوده است در یک مدل عددی شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی نشان داده است که مدل عددی تا حد بسیار بالایی قابلیت شبیه سازی موج شکن شناور در محیط دریا را دارد. علاوه بر ارزیابی مدل عددی، در این پزوهش امکان استفاده از سیستم استنتاج فازی نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. استفاده از شبکه های نرم و به خصوص سیستم استنتاج فازی در دهه اخیر رشد چشمگیری داشته است. نتایج مطالعات محققین عملکرد خوب این سیستم در پیش بینی بسیاری از پدیده های هیدرودینامیکی را نشان داده است. در این مطالعه نیز نشان داده شده است که سیستم استنتاج فازی به خوبی می تواند عملکرد هیدرودینامیکی موج شکن شناور را پیش بینی کند.

در چند سال اخیر عیب یابی به یکی از زمینه های تحقیقاتی مهم در حوزه مهندسی عمران، هوافضا و مکانیک تبدیل شده است. خرابی در سازه به سبب کارکرد طبیعی سازه، خوردگی، برخورد یا حوادث طبیعی همانند طوفان و زلزله می باشد. بعضی اوقات خرابی به وسیله بازرسی های خاصی قابل تشخیص است. اما این بازرسی ها دارای محدودیت های هستند. به خصوص در مواردی که خرابی در داخل سازه و غیرقابل مشاهده باشد. بنابراین نیاز به روشی موثر و قابل اعتماد جهت تشخیص خرابی به خصوص در نواحی غیرقابل دسترسی احساس می شود. یکی از روش های پایش کلی سازه، عیب یابی بر اساس پارامترهای مودال می باشد. مزیت اصلی این روش نسبت به سایر تکنیک های عیب یابی، وابستگی این پارامترها به مشخصات مکانیکی سازه و استقلال از مکان و نقطه تحریک سازه است. در این مطالعه جهت تشخیص و برآورد خرابی از پارامترهای مودال با حل مسأله بهینه سازی ترکیبی توسط آلگوریتم اجتماع ذرات بهره گرفته می شود. بعد از مدل سازی نمونه یک سکوی جکتی در محیط ansys مبادرت به استخراج پارامترهای مودال می کنیم. سپس کدهای المان محدود در matlab را جهت انجام آنالیز مودال طرح ریزی می کنیم. خرابی را به صورت کاهش در سختی، بدون تغییر در جرم سازه تعریف می کنیم. سناریوهای مختلف خرابی را در ansys اعمال کرده، پارامترهای مودال مربوط به هر سناریو برداشت و به عنوان ورودی به آلگوریتم داده می شوند. توابع هدف مبتنی بر فرکانس، frf و ماتریس نرمی دینامیکی جهت رسیدن به حداقل اختلاف از اندازه گیری های ansys و پارامترهای محاسبه شده از matlab توسط آلگوریتم pso حل می شوند. انتظار می رود که آلگوریتم محل و شدت خرابی را به درستی تشخیص دهد. نتایج حاصله مبین این حقیقت است که آلگوریتم در تشخیص سناریوهای خرابی کاملا موفق عمل کرده است. توابع هدف مبتنی بر ماتریس نرمی دینامیکی نسبت به توابع هدف مبتنی بر فرکانس و frf نتایج بهتری داد.

سکو های ثابت شابلونی از جمله متداول ترین سکو های فراساحلی هستند. این نوع سکو ها در ایران به طور گسترده ای برای استخراج نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند. عوامل زیادی باعث ایجاد آسیب در سکوهای نفتی می شود که می توان به ضربه کشتی، خوردگی و خستگی اشاره کرد. در سال های اخیر و در فضای تحقیقاتی، پایش سلامتی سازه مورد توجه خاصی قرارگرفته است. تحقیقات پایش سلامتی سازه هر دو مسئله اقتصادی و امنیت جانی را شامل می شود. برای عیب یابی سازه های فراساحلی، قسمت عمده ای از سازه برای اندازه گیری در دسترس نمی باشد. روش رایج در صنعت برای پایش سلامتی این سازه ها، شبیه سازی سناریو های مختلف به صورت عددی و به دست آوردن فرکانس های تشدید با استفاده از این شبیه سازی و مقایسه این تغییرات با داده های اندازه گیری شده سکو می باشد. بروز رسانی مدل المان محدود بر اساس نتایج آزمایشگاهی و یا میدانی موجود از مدل واقعی انجام می گیرد که بر مبنای آن می توان یک مدل عددی پایه جهت تولید مجموعه داده های مورد اعتماد به دست آورد. در روش های عیب یابی در قالب مفهوم پایش سلامت سازه نیز، مبنای کار ارزیابی مدل المان محدود تغییر یافته (سازه معیوب شده) در مقایسه با یک مدل المان محدود پایه می باشد. بنابراین اساس الگوریتم های مورد استفاده در فرآیند بروز رسانی و همچنین فرآیند عیب یابی سازه دارای ساختار یکسانی می باشند. در پایش سلامتی سازه به علت محدود بودن داده های اندازه گیری شده، از مدل های ریاضی جهت گسترش داده ها استفاده می شود و با بهره گیری از داده های شبیه سازی شده، الگو های شناسایی مناسب برای ردیابی بین محل خرابی و اندازه خرابی ها طراحی می شود. معمولاً در این روش ها از الگوریتم هایی همانند شبکه عصبی برای انجام شناسایی الگو ها کمک گرفته می شود. اما فهم شبکه های عصبی دشوار است. در این پژوهش سعی شده تا روش های جایگزین مطرح و مورد ارزیابی قرار گیرند. از آن جمله، ساختار قدرتمند ژنتیک فازی و سیستم ترکیبی الگوریتم گروه کریل و منطق فازی برای پایش سلامتی سازه در سکو های شابلونی است. الگوریتم گروه کریل یکی از جدید ترین الگوریتم ها بر پایه هوش جمعی و الگوریتم ژنتیک کاربردی ترین الگوریتم تکاملی است که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس آنچه بیان شد، ابتدا مدل آزمایشگاهی سکو شابلونی spd9 جهت به دست آوردن پارامترهای مودال تجربی با استفاده از رفتار ارتعاشی سازه استفاده شد. مدل المان محدود سازه با استفاده از نرم افزار abaqus ساخته شد و با کمک نتایج به دست آمده از مدل فیزیکی بروز رسانی مدل عددی انجام شد. تأثیرات عدم قطعیت ها در مدل تجربی و عددی لحاظ گردید تا به روشی صحیح و کارا در برابر عدم قطعیت ها جهت شناسایی خرابی و پایش سلامتی سازه دست پیدا گردد. منطق فازی روش استنتاجی قوی و منعطفی را برای مسائل با عدم قطعیت ارائه می دهد و برای پایش سلامتی سازه به دلیل وجود خروجی های زبان شناختی بسیار مفید است. ترکیب منطق فازی و الگوریتم های هوشمند منجر به یک محاسبات نرم پیشرفته به نام سیستم ترکیبی الگوریتم هوشمند و منطق فازی می گردد. در این سیستمِ ترکیبی، الگوریتم های هوشمند تنظیم کننده توابع عضویت و قوانین فازی در سیستم استنتاج فازی هستند. با نشان دادن سیستم های ترکیبی الگوریتم هوشمند و منطق فازی در این پژوهش به عنوان ساختار پیچیده پیشرفته، سیستم جدید و قدرتمندی برای پایش سلامتی سازه بیان شده است. بر اساس نتایج مشاهده شده الگوریتم های هوشمند عملکرد مناسبی را با وجود اعمال نویز به داده های ورودی از خود نشان دادند.

الگوی جریان حول خطوط لوله انتقال زیر آب یکی از مباحث مورد علاقه محققین هیدرولیک می باشد. اهمیت خطوط لوله انتقال در بحث انرژی با توجه به اهمیت صنعت نفت در جهان بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. امروزه روش های عددی تحلیل جریان سیال به عنوان گامی نوین در کنار روش رایج مدل سازی فیزیکی مطرح و با پیشرفت علوم رایانه ای در حال گسترش می باشد. در این تحقیق به بحث شبیه سازی عددی الگوی جریان حول خطوط لوله انتقال زیر آب پرداخته شده است و تاثیر پارامتر هایی نظیر عدد رینولدز، پارامتر بی بعد نسبت فاصله لوله از سطح بستر دریا یا رودخانه به قطر لوله (e/d )، نسبت عمق دفن شدگی لوله به قطر آن (g/d )، زاویه جدایش جریان حول لوله، جریان های گردابی پدید آمده حول لوله های انتقال زیر آب و بحث آبشستگی حاصل از آنها پرداخته شده است.

انواع موج شکن ها، برای حفاظت از سواحل و یا ایجاد حوضچه آرامش برای پهلوگیری ایمن وسایل نقلیه دریایی ساخته می شوند. احداث شکل مرسوم موج شکن ها یعنی موج شکن توده سنگی، با قطع کامل سیال مشکلات زیست محیطی از جمله برهم زدن نظم طبیعی انتقال رسوب منطقه را به همراه خواهد داشت. همچنین هزینه های ساخت و نگه داری این نوع موج شکن ها بسیار بالا است. نوع دیگری از موج شکن ها وجود دارد که به صورت جزئی از سواحل حفاظت می کند. این نوع از موج شکن ها که از آن ها می توان به موج شکن شناور و شمعی اشاره نمود، مشکلات ذکر شده مربوط به موج شکن های توده سنگی را ندارند. مقداری از موج برخوردی به موج شکن های با حفاظت جزئی از سواحل، از سازه این موج شکن ها عبور می کند. بنابراین لازم است تأثیر متقابل امواج و این نوع از موج شکن ها را بر یکدیگر مورد مطالعه قرار داد تا بتوان کارایی این نوع موج شکن ها را در شرایط محیطی مختلف مورد بررسی قرار داده و عملکرد آن ها را بهبود بخشید. در این تحقیق عملکرد و کارایی هیدرولیکی مربوط به موج شکن شمعی، به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار flow-3d و تحت بارگذاری امواج منظم و نامنظم مورد مطالعه قرار گرفته است.